книги из ГПНТБ / Некоторые вопросы исследования режимов и параметров корабельных электроэнергетических систем

второстепенных потребителей.

В переходном процессе после переключения нагрузки из-за различия динамических характеристик агрегатов ТГ и ДГ происходило качание их роторов и соответствую­ щее перераспределение активной нагрузки. Наибольшего

за счет действия системы УРАН в этом режиме не наблю­ далось, так как в отличие от ранее рассмотренного слу­ чая (см. рис. 5-3, осц. 2) регулирующий орган РСВ ДГ в течение почти всего переходного процесса оставался

неподвижным на ограничении системы (упоре максимальной подачи).

В то время как вращающий момент дизеля в переход­ ном процессе не превышал НО#, момент турбин* крат­ ковременно достигал 185#, что являлось одним из самых неблагоприятных факторов при переключении нагрузки станции, хотя и может считаться допустимым в аварий­ ных режимах по соображениям механической прочности турбины или действия ее защиты. Наибольшее значение тока нагрузки ТГ не превышало двукратной номинальной

защиты генератора. Провалы напряжения на шинах ГРЩ при переключении на него первой и второй очереди потреби­ телей не превышали 14# uN , колебания скорости вра­ щения ТГ и ДГ были не больше 3,8# п„ .

347

Исследование показало, что уменьшение выдержки времени между переключением потребителей первой и вто­ рой очереди до значения 0,5сек (например, 0,2 сек ) не приводит к нарушению динамической устойчивости. Од­ нако такое уменьшение нецелесообразно, так как оно свя­ зано с резким возрастанием максимального тока, прова­ ла напряжения, угла 6# .

Выполненное на электродинамической модели исследо­ вание режимов работы автоматизированной ЭСК позволяет сделать следующие выводы по устойчивости параллельной работы ТГ и ДГ.

1.Весьма большая разница в инерционных постоянных агрегатов и существенное различие динамических характер ристик систем регулирования скорости ТГ и ДГ в общем случае не могут служить причиной нарушения динамичес­ кой устойчивости параллельной работы генераторов кал

врежимах работы на мощную периодическую нагрузку, так и при больших внешних возмущениях (аварийных переклю­ чениях нагрузки и к.з. на фидерах длительностью О,4-0,5 сек ) .При этом, естественно, предполагается, что отдельные системы регулирования генераторных агре­ гатов (регуляторы скорости вращения, напряжения и др.) сами по себе устойчивы.

2.Параллельная работа генераторов при двухимпульсцом регулировании турбины и одноимпульсном регулирова­ нии дизеля с устройством УРАН возможна, но при этом регулятор дизеля должен быть настроен на статическую характеристику при астатической настройке регулятора турбины. При астатической настройке обоих регуляторов система УРАН практически не способна обеспечить устой­ чивое равномерное распределение активной нагрузки меж­ ду ТГ и ДГ.

348

3. Чтобы уменьшить неравномерности распределения активной нагрузки в переходных режимах при параллельной работе ДГ и ТГ и снизить при этом перегрузки турбины, целесообразно использовать запас по мощности, который как правило, имеют дизели в генераторных агрегатах, путем возможно большего увеличения (более обычно при­ нятых 110# от номинальной мощности генератора) устав­ ки упора максимальной подачи топлива. Повышение быстро­ действия регуляторов дизелей (применение комбинирован­ ных РСВ и т.п.) также благоприятно влияет на динамику параллельной работы ТГ и ДГ.

4. В процессе проектирования ЗСК, предусматриваю­ щих параллельную работу ТГ и ДГ, следует производить специальный расчет для оценки допустимости возможных перегрузок ТГ в наиболее тяжелых режимах работы (на­ пример, аварийное переключение нагрузки, одновременные пуски мощных асинхронных двигателей и т.п.).

§ 5-2 Исследование на АВМ устойчивости ЭСК. содер­ жащей генераторные агрегаты с резко отличаю­ щимися динамическими характеристиками

Развитие ЭСК на современном этапе характеризуется все большим возрастанием суммарной мощности потребите­ лей и степени автоматизации при ужесточении требований

ккачеству электроэнергии, весу и габариту электрообо­ рудования. Это приводит з практике проектирования ЭСК

кдовольно широкому использованию параллельной работы генераторов, имеющих разнородные первичные двигатели

срезко отличающимися динамическими характеристиками. Поэтому уже в период проектирования возникает иногда

349

потребность в проверке работоспособности таких ЭСК в наиболее тяжелых режимах работы. В связи со сложностью математического описания процессов в ЭСК такая проверка в ряде случаев производится при искажающих характер процессов упрощениях и допущениях (при пренебрежении действием демпферных контуров синхронных машин, регуля­ торов напряжения и т.п.).

В настоящем параграфе излагаются результаты иссле­ дования устойчивости ЭСК, выполненного на АВМ типа "Электрон" с использованием полных дифференциальных уравнений Горева-Парка для двух машин. Целью исследо­ вания являлось определение специфики переходных процес­ сов при набросах нагрузки на параллельно работающие генераторные агрегаты, имеющие большое различие в ве­ личинах инерционных постоянных ( Т7 ) и в динамичес­ ких характеристиках регуляторов ПД, а также определение влияния на указанные переходные процессы демпферных контуров синхронных машин.

Моделирование ЭСК на АВМ

Для анализа принята типовая схема ЭСК, соответствую­ щая параллельной работе ТГ и ДГ, включенных на общую нагрузку, имеющих однотипные синхронные генераторы

MCK-I875-I500.

Особенностями моделируемой ЭСК являются:

- почти шестикратная разница в величинах инерцион­

-резкое различие динамических характеристик ре­ гуляторов скорости ТГ и ДГ;

-возможность сочетания различных вариантов систем

350

регулирования турбины и дизеля (регулирование только по отклонению скорости, по отклонению скорости с коррек­ цией по нагрузке и учетом действия системы типа УРАН)*

Для синхронных машин использована запись преобра­ зованных уравнений Горева-Парка в соответствии c/"20j . Построение математической модели ЭСК произведено

занных с роторами соответствующих машин, уравнения на­ грузки отнесены к осям ТГ. Согласование входов моделей элементов ЭСК выполнено на Основе вычисления составля­ ющих напряжения на статической активной нагрузке систе­ мы в соответствии со структурной схемой набора матема­ тической модели ЭСК (рис.5-7).

С учетом сделанных выше замечаний модулируемую ЭСК можно описать в общем виде системой обыкновенных нели­

3 5 1

352

^V % cos е* ~ idz sin 9/2>

29.p e ^ s r s2 ;

30.p$in9/2=f>Qteco$Q/2 ■

з-i.fcoSei2— peasinei2 )

В предлагаемой системе уравнений использованы распространенные обозначения переменных: потокосцепле-

выходах апериодического и интегрирующего звеньев систе­ мы распределения активных нагрузок. Индексы при пере­ менных соответствуют: - составляющим по продоль­

нр - нагрузке.

Система включает в себя: уравнения (I-I3) статор­ ных и роторных цепей генераторов, в том числе уравнение (io) системы прямого фазового компаундирования [ щ ] с

354

din'd

Рис. 5-7

СО

VJI

учетом (уравнение II) действия корректора напря. зния; уравнение (14) движения агрегатов; уравнение (l5j элек­ тромагнитных моментов ТГ и Д Г ; уравнения регуляторов турбины (16) и дизеля (17-20); уравнения (21 и 22) устройства распределения активных нагрузок УРАН; уравне­ ния (23-31) нагрузки и связи.В уравнениях 16 и 18 послед­ ние члены ( в квадратных скобках) соответствуют вариан­ ту с включенными на регулятор турбины корректором по нагрузке и на регулятор дизеля - выходом УРАН.

Выбранный вариант записи дифференциальных уравне­ ний ЭСК обеспечивает хорошую устойчивость математичес­ кой модели, сохраняет наглядность и физический смысл структуры, отсутствие периодических коэффициентов в уравнениях обоих генераторов, удобство для расчета и анализа переходных процессов.

Для расчета начальных условий и коэффициентов уравнений принята система относительных единиц, рас­ смотренная в [Ж ] .

Численные значения параметров элементов рассматри­ ваемой ЭСК приведены в табл. 5-2.

Для моделирования генераторов MCK-I875-I500 приня­ ты насыщенные ( ks = 1,39) значения параметров, так как в исследуемых режимах (набросах, сбросах нагрузки

По блок-схемам, соответствующим уравнениям системы, построена математическая модель исследуемой ОСК на АВМ типа "Электрон".

356